11月21 【成功案例】大鼠飲食中添加膳食蜂膠可改善葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的結(jié)腸炎并調(diào)節(jié)腸道菌群
Dietary Propolis Ameliorates Dextran Sulfate?Sodium-Induced Colitis and Modulates the Gut?Microbiota in Rats Fed a Western Diet
大鼠飲食中添加膳食蜂膠可改善葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的結(jié)腸炎并調(diào)節(jié)腸道菌群
雜志：?nutrients
影響因子：3.550
PMID:28805735
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得了腸炎怎么辦，多吃點(diǎn)蜂膠吧，是的，你沒有聽錯，蜂膠可是個好東西，
蜂膠味微甘、性平，有潤膚生肌、消炎止痛的功效，對于結(jié)腸炎、口腔潰瘍、胃潰瘍等有一定的輔助療效。今年中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所的王凱老師在nutrients 發(fā)表了一篇關(guān)于楊樹來源蜂膠改善結(jié)腸炎癥狀的文章，證明膳食添加0.3％濃度蜂膠添加能顯著改善大鼠結(jié)腸炎癥狀并改變腸道菌群多樣性?？梢宰鳛橐环N新的IBD治療輔助手段呢。
研究背景：
炎性腸病(IBD)是一種胃腸慢性炎癥疾病。包括克羅恩病（CD）和潰瘍性結(jié)腸炎（UC）。IBD確切病因還不確定，但誘因可能為遺傳易感性、腸道菌群失調(diào)、環(huán)境因素，飲食和生活方式等因素。近年來隨著飲食習(xí)慣的西式化轉(zhuǎn)變，發(fā)展中國家IBD發(fā)病率迅速增加。食療對腸道菌群代謝和多樣性的影響較大，是一種IBD的干預(yù)手段。
富含多酚的食物對人體健康有益，多酚具強(qiáng)抗氧化性，可清除自由基，也可調(diào)節(jié)細(xì)胞氧化還原信號傳導(dǎo)途徑，可通過抑制多種炎癥介質(zhì)產(chǎn)生和釋放發(fā)揮抗炎作用。蜂膠是一種重要的對健康有益的樹脂物質(zhì)，含豐富的多酚類化合物。蜂膠提取物可能通過調(diào)節(jié)關(guān)鍵炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生及阻斷NF-κB的激活發(fā)揮抗炎作用，然而目前還缺乏證據(jù)證明其可改善腸道健康。本文擬研究在大鼠西式飲食中添加中國蜂膠提取物是否可以改善DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的病情，以及腸道菌群在這種保護(hù)機(jī)制中的起到的作用。
材料和方法
材料：6周齡185g左右的雄性大鼠。
實(shí)驗(yàn)組：4組（每組8只），分別添加不同濃度（0％，0.1％，0.2％和0.3％）的中國蜂膠提取物喂食3周。僅在第2周內(nèi)在飲用水中添加DSS（3％）。
對照組：5只，不添加DSS，只喂食西式飲食
測序平臺：MiSeq Illumina
分析平臺：百邁客云平臺（BMKCloud）
方法：
- DAI指數(shù)評估：第二周到第三周內(nèi)基于體重變化，糞便性狀，腸血及綜合狀態(tài)來評估
2.組織鏡檢：3周后采集組織包埋染色，基于細(xì)胞浸潤和組織損傷程度進(jìn)行評分。
3.短鏈脂肪酸(SCFA) 分析：去離子水稀釋盲腸消化物作內(nèi)標(biāo)，氣相色譜測定大鼠盲腸內(nèi)容物中乙酸根，丁酸根，丙酸根，總SCFA含量。
4.腸道菌群分析：盲腸內(nèi)容物提取DNA，擴(kuò)增16S rRNA序列并測序組裝。基于97％的序列相似性將高質(zhì)量標(biāo)簽聚類成OTU進(jìn)行分析，并進(jìn)行α和β多樣性分析、主坐標(biāo)分析（PCoA）、（LDA）效應(yīng)大小分析。
研究結(jié)果：
- ? 蜂膠對于結(jié)腸癥狀的影響
實(shí)驗(yàn)組每日記錄DAI數(shù)據(jù)。DSS的加入后，DAI顯著增大（p <0.001）。對照組DAI為零。0.3％蜂膠添加顯著降低了DAI（p <0.01或p <0.001）（圖1a?D6至D9）。DSS治療期間，喂食0.1％蜂膠的大鼠體重增加顯著低于對照組，但0.2％和0.3％的蜂膠添加不改變大鼠的體重增加。最后實(shí)驗(yàn)組和對照組體重沒有顯著差異（圖1b），肝，脾，腎等器官和脂肪重量也沒有顯著差異（表1）。然而0.3％蜂膠喂養(yǎng)的大鼠比對照組結(jié)腸長度/重量比更大（圖1c，p <0.05）。
DSS處理組的組織學(xué)鏡檢觀察到嚴(yán)重的粘膜炎癥（如潰瘍，水腫，隱窩損傷和腸上皮浸潤）。與0％蜂膠組中大鼠相比，0.3％蜂膠減少了DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的組織學(xué)癥狀（圖1d）。
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表1.器官及脂肪重量?
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圖1蜂膠添加對DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎嚴(yán)重程度的影響。（a）實(shí)驗(yàn)期間的疾病活動指數(shù)（DAI）; （b）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的體重增加;（c）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)結(jié)腸長度/重量比; （d）0％蜂膠組，0.3％蜂膠組、對照組的HE切片;（e）大鼠組織學(xué)評分（0為無炎癥，6為最大組織損傷和細(xì)胞浸潤）
2. ?蜂膠對SCFA水平的影響
與0.1％蜂膠組相比，0.2％蜂膠組盲腸中乙酸鹽和總SCFA低。沒有觀察到其他SCFA水平的差異。盲腸組織重量，食糜重量和pH值不受蜂膠處理的影響。
3. ?蜂膠改變結(jié)腸炎大鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)
16S rRNA系統(tǒng)發(fā)育比較0％蜂膠，0.3％蜂膠和非DSS處理組的微生物群體。測序后得到平均37,362（20,793-51,692）個有效標(biāo)簽。具有至少97％相似性的序列聚類為操作分類單元（OTU）。Shannon指數(shù)表明微生物群落的α多樣性，DSS處理組顯著降低，蜂膠顯著增加微生物多樣性（p <0.05，圖2a）。根據(jù)對照組，0％蜂膠組，0.3％蜂膠組三組間加權(quán)UniFrac距離評估微生物群落，結(jié)果顯示補(bǔ)充蜂膠使微生物β多樣性具有顯著差異（p <0.001，圖2b）。此外進(jìn)行加權(quán)PCoA分析研究腸道菌群結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)蜂膠和DSS能調(diào)節(jié)腸道菌群（圖2c）。（圖2d）三組重疊OTU數(shù)據(jù)的維恩圖表明在所有樣本中，共1405個OTU中有722個是所有樣本共有的。而0.3％蜂膠組的440個OTU與另外兩組不同。在門水平，0％蜂膠組和對照組中以厚壁菌門和類桿菌門為主，其它門占比較少。但0.3％蜂膠處理組（圖2e）中這兩個門的微生物比例要小得多，而變形桿菌，酸桿菌和其他微生物占比較高
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圖2 蜂膠改變了結(jié)腸炎大鼠腸道微生物的組成。16S rRNA測序檢測對照組，0％蜂膠和0.3％蜂膠組盲腸消化物微生物群。（a）Shannon多樣性指數(shù)分析α多樣性，兩組間顯著性差異* p <0.05，** p <0.01;（b）加權(quán)UniFrac距離分析組間的β多樣性。兩組間顯著性差異***p<0.001; （c）基于未加權(quán)的UniFrac分析得到腸道微生物群的PCoA圖；（d）OTUs的維恩圖顯示三組菌群差異；（e）門水平優(yōu)勢菌群的相對豐度
4. ?蜂膠改變結(jié)腸炎大鼠中腸道菌群的主要模式
為了鑒定與蜂膠處理減輕結(jié)腸炎癥狀相關(guān)的特定細(xì)菌類群，進(jìn)行LEfSe分析比較腸道微生物群（圖3）。在對照組，DSS（0％蜂膠）和0.3％蜂膠組（LDA閾值log 10> 4.0）中，共有13個類別的菌在相對豐度上有顯著差異。對照組大鼠顯示更高豐度的細(xì)菌類桿菌，以及較低豐度的分類乳酸桿菌，乳酸桿菌科和乳酸桿菌。 DSS（0％蜂膠）組顯示潛在病原菌豐度增加，如類桿菌和瘤胃菌科。在門水平0.3％的蜂膠導(dǎo)致綠彎菌門，變形菌，芽單胞菌門增多。在綱水平0.3％蜂膠添加顯著增加了β-變形菌和芽單胞菌門的水平。另外芽單胞菌目、黃單胞菌目、以及較低類群芽單胞菌科和黃單胞菌科的相對豐度顯著增加。
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圖3.LEfSe分析微生物群落組成特征。從16S rRNA序列LEfSe分析得到的分類進(jìn)化分支圖。 紅色表示0.3％蜂膠組; 綠色表示0％蜂膠組，藍(lán)色表示對照組
結(jié)論：
本研究表明在膳食中補(bǔ)充中國蜂膠可減輕大鼠DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的癥狀。與對照組相比，0.3％濃度蜂膠添加組能顯著改善結(jié)腸炎癥狀：更低的DAI（p <0.001），顯著增加的結(jié)腸長度/重量比（p<0.05）及改善的遠(yuǎn)端結(jié)腸組織結(jié)構(gòu)。盡管添加蜂膠沒改變消化物中SCFA濃度，但16SrRNA系統(tǒng)發(fā)育測序結(jié)果顯示，0.3％蜂膠添加組與對照相比，21天后腸道微生物（包括變形菌門和酸桿菌門的細(xì)菌）多樣性顯著增加。
創(chuàng)新點(diǎn)
這是第一個證明膳食中添加蜂膠可改善DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的研究，提供了研究炎性腸病中膳食微生物菌群相互作用的新思路，也揭示了蜂膠用于治療IBD中的巨大潛力。
參考文獻(xiàn)
Wang K, Tian W L, Wu L, et al. Dietary Propolis Ameliorates Dextran Sulfate Sodium-Induced Colitis and Modulates the Gut Microbiota in Rats Fed a Western Diet. [J]. Nutrients, 2017, 9(8).